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研究生: 蕭豪毅
Xiao, Hau-Yl
論文名稱: 利用光偶極陷阱捕捉冷原子
Trapping Cold Atoms with an Optical Dipole Trap
指導教授: 余怡德
口試委員: 蔡錦俊
張銘顯
林育如
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 理學院 - 物理學系
Department of Physics
論文出版年: 2012
畢業學年度: 100
語文別: 中文
論文頁數: 70
中文關鍵詞: 玻色-愛因斯坦凝聚態光偶極陷阱電磁誘發透明
外文關鍵詞: BEC, optical dipole trap, EIT
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  • 實驗室未來希望能以玻色-愛因斯坦凝結體(Bose-Einstein condensate, 簡稱BEC)高光學密度的特性,進行電磁誘發透明(electromagnetically induced transparency, 簡稱EIT)相關的研究。然而因為實驗室目前的系統,其BEC是在一個方向會隨時間旋轉的時變磁場所形成之位能阱(time-averaged orbiting potential, 簡稱TOP)中產生,而EIT實驗無法在具有時變磁場的TOP磁陷阱中執行,所以我們希望將BEC存放在光偶極陷阱(optical dipole trap, 簡稱ODT)中,藉以消除時變磁場的影響,而本篇論文主要研究重點是放在ODT的捕捉效率、被ODT捕捉後冷原子的溫度以及其生存時間。我們分別在TOP 3A和TOP 1A的條件下,將原子載入至ODT中。在TOP 3A的條件下,我們可以達到載入效率10.4%、載入原子數約五百萬顆、載入後的溫度約為50μK、生存時間約10s;在TOP 1A的條件下,可以達到載入效率17.5%、載入原子數約為一百五十萬顆、載入後的原子溫度約為25μK、生存時間約11s。


    誌謝 I 摘要 II 目錄 III 圖目錄 V 表格目錄 VIII 第1章 光偶極陷阱的歷史與理論簡介 1 1-1 光偶極陷阱之歷史 1 1-2 光偶極陷阱的古典模型 2 1-3 光偶極陷阱的半古典理論 5 1-4 鹼金族原子 8 1-5 高斯光陷阱 9 第2章 實驗量測相關理論介紹 13 2-1 原子團量測-吸收影像法原理 13 2-2 溫度量測方式 15 2-3 ODT振盪頻率量測方式 17 第3章 實驗系統 24 3-1 各個雷射系統之頻率 24 3-2 光纖雷射特性 25 3-3 磁場線圈 27 3-4 吸收影像法-系統架設 27 3-5 實驗架設 28 第4章 冷原子產生的過程介紹 30 4-1 TOP蒸發式降溫原理簡介 30 4-2 TOP磁陷阱以及冷原子之特徵 33 4-3 玻色-愛因斯坦凝聚態簡介與實驗時序 34 第5章 實驗結果、最佳化與實驗時序 41 5-1 ODT對光方式 41 5-2 TOP 3A實驗結果 43 5-3 TOP 1A實驗結果 55 5-4 結論與展望 66 參考資料 67 附錄-溫度量測所遇到的問題 70

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